Введение

ПРОГРАММА ПО СОПРОМАТУ

1. Введение. Цель и задачи курса. Основные гипотезы о деформируемом теле.

2. Понятие о напряженном и деформированном состоянии. Метод сечений.

3. Растяжение и сжатие.

3.1. Продольная сила. Напряжения в наклонных и поперечных сечениях.

3.2. Закон Гука. Три рода задач при расчете на прочность.

3.3. Статически неопределимые системы.

3.4. Механические свойства металлов при растяжении и сжатии.

4. Геометрические характеристики плоских сечений.

5. Теория напряженного и деформированного состояния. Обобщенный закон Гука.

6. Сдвиг. Расчет болтовых, заклепочных, шпоночных и сварных соединений на сдвиг, срез, смятие.

7. Гипотезы прочности.

8.1.Эпюры крутящих моментов. Касательные напряжения.

8.2. Расчет на прочность и жесткость при кручении.

9. Изгиб.

9.2. Расчет на прочность по нормальным напряжениям.

9.3. Касательные напряжения при изгибе. Формула Журавского.

10. Общие теоремы об упругих системах. Интеграл Мора и его вычисление по способу Верещагина и методом Симпсона - Карнаухова.

11. Сложное сопротивление.

11.1. Косой изгиб.

11.2 Внецентренное растяжение, сжатие стержня большой жесткости.

11.3. Сочетание изгиба с кручением.

11.4. Общий случай действия сил на брус круглого сечения.

12. Статически неопределимые системы. Метод сил.

13. Продольный изгиб прямого стержня. Формула Эйлера. Формула Ясинского.

14. Напряжения переменные во времени. Усталость. Выносливость.

15. Динамическая нагрузка. Удар. Колебание. Расчеты на прочность.

ВВЕДЕНИЕ

Что такое сопротивление материалов?

Любой студент второго и старших курсов высшего технического учебного заведения скажет, что это один из самых трудных предметов. Более того, процесс изучения и, особенно, сдачи экзамена по этому предмету у многих откладывается как одно из ярчайших воспоминаний всей жизни.

«Сдал сопромат – женись» – эту фразу знает любой студент-«технарь». Испокон века слагаются "правдивые" легенды о необычайной сложности и трудности изучения этого курса, хотя при ближайшем рассмотрении оказывается все не так сложно, если… Если хотя бы чуточку приложить усилия в изучении этой дисциплины, один раз понять и не запускать. Однако, "от сессии до сессии студенту живется весело", и, как правило, изучение "Сопротивления материалов" зачастую вызывает определенные трудности. Почему? Да потому, что курс "Сопротивление материалов" является практически первым прикладным инженерным курсом, с которым студент сталкивается в процессе обучения. Масса новых терминов, формул, понятий, способов и приемов описания состояния конструкций, которые до этого момента никогда не встречались, могут сбить с толка любого человека, какая бы "светлая" голова у него не была. Изучение курса "Сопротивление материалов" на первом этапе сродни с изучением иностранного языка. Именно поэтому курс "Сопротивление материалов" является гарантированным источником неудовлетворительных оценок и многочисленных пересдач экзаменов.

По прошествии многих лет бывшие студенты вспоминают экзамен по Сопромату как одно из самых запоминающихся событий их обучения в институте.

Как же возник курс сопротивления материалов? Прежде чем возводить какое-либо сооружение или строить машину, их надо спроектировать. В процессе проектирования необходимо выбрать материал и размеры каждой детали машины или сооружения так, чтобы при испытании и в эксплуатации она не разрушилась и не исказила сою форму. Для этого предварительно следует выявить характер и величины сил, воспринимаемых каждой деталью конструкции, и всесторонне изучить условия эксплуатации каждой детали для того, чтобы правильно выбрать подходящий материал. Зная характер внешней нагрузки и механические свойства материала, характеризующие деформацию и разрушение его под действием внешних сил, можно обратиться к определению размеров деталей машин или сооружений, которые обеспечили бы надежность в эксплуатации. при этом каждая деталь должна быть сконструирована так, чтобы затрачиваемый материал использовался наиболее рационально, т.е. детали должны быть по возможности легкими и дешевыми.

Требования надежности и наибольшей экономии, предъявляемые практикой к конструктору, противоречат друг другу. Первое требование ведет к увеличению расхода материала, второе – к его снижению.

Эти два противоречивых требования обусловили развитие расчетов на прочность деталей сооружений и машин, которые и составляют предмет сопротивления материалов.

Вначале элементарные расчеты на прочность излагались в курсах "Построение сооружений и машин". Они основывались на методах механики с учетом того, что все твердые тела деформируемы. Необходимость таких расчетов дала толчок к развитию механики деформируемого твердого тела. В дальнейшем, в связи с развитием техники, усложнением конструкций и расчетов, расчеты на прочность выделились в самостоятельный предмет "Сопротивление материалов", который изучается почти во всех высших технических учебных заведениях. Оказалось, что нет нужды говорить отдельно о деформации и прочности болтов, валов и т.п., поскольку элементы конструкций обычно можно схематизировать двумя формами стержня и оболочки (частный случай оболочки - пластина). Таким образом, "Сопротивление материалов" – общетехническая дисциплина, в которой на основе методов механики деформируемого твердого тела рассматриваются необходимые инженерам всех специальностей на жесткость и устойчивость элементов конструкций в форме стержней, пластин и оболочек, т.е. сопротивление материалов – введение в механику деформируемого твердого тела, необходимое инженерам.

В настоящее время в связи с увеличением размеров сооружений, созданием новых конструкций машин, летательных аппаратов, кораблей, повышением мощности агрегатов, увеличением скоростей подвижных частей машин, использованием высоких температур и давлений, применением новых материалов ответственность новых расчетов на прочность, а, следовательно, и важность курса «Сопротивление материалов» повышаются.

Каждый день практика ставит новые задачи и тем самым развивает механику деформируемого твердого тела и курс «Сопротивление материалов». Из года в год он насыщается новым содержанием.